永定河门头沟段河道生态需水特征研究

为提高永定河门头沟段的整体生态健康状况,保障河道生态需水量,应对气候变化和人类活动对河流生态系统的影响,研究分析了该区的水文气象要素演变特征及河道生态需水的时间序列动态。根据永定河门头沟段的生态保护目标,采用环境功能设定法整合计算了包括生态基流、水生生物需水、输沙需水、自净需水和水面蒸发需水5项河道生态需水量。并通过定量分析气候变化和人类活动对径流的影响来确定河道生态需水的影响因素。结果显示,1980—2020年研究区域年平均气温呈显著上升趋势,年降水量有所增加但并不显著;1980—2020年区域河道生态需水量呈显著减少趋势,其中水生生物需水量最大。人类活动是影响区域生态需水量的最主要因素,其通过影响径流量进而影响河道生态需水量。研究结果可为未来永定河门头沟段的水量调配、水资源管理、河道生态需水量预测提供理论参考。

南水北调西线一期工程调水地区河道内生态环境需水的分析与计量

南水北调西线一期工程规划从长江上游雅砻江、大渡河的5条支流调水入黄河,总调水量40×108m3。如此大规模的引水是否会对原来河流的功能特别是引水坝址附近生态环境功能造成不利影响?针对该问题,本文在分析调水地区径流特征的基础上,分别采用7Q10法,Tennant法以及湿周法计算了不同引水坝址下游河道的生态环境低限用水需求,推荐西线一期工程各引水坝址下游河道生态环境低限用水量,除克柯坝址为2m3/s,其余坝址均为5m3/s。并据此分析了南水北调西线一期工程实施后对引水河道生态环境的影响。结果表明调水后各引水河流基本上依旧能够满足其河道内生态环境用水需求,不会损害河流基本的生态环境功能。

黑河中游河道生态环境需水量研究

在黑河流域水资源开发利用过程中,人们只重视河流的经济效益而忽略了河流系统的生态环境需求,导致严重的生态环境问题随之而生。为了减少水资源开发利用过程中的生态环境问题,提出河道生态环境需水量的概念和计算方法,计算结果显示:黑河流域河道生态环境需水量为10.44亿m3/a,其中莺落峡生态环境需水量为4.755亿m3/a,约占河流地表水资源来水量的30%,正义峡生态环境需水量为3.06亿m3/a,约占河流地表水资源来水量的30%。考虑到其他因素,实际的生态环境需水量可能比计算结果要大。研究结果表明:黑河流域水资源利用率非常高,如何调控水资源开发利用,减少潜在生态环境问题是当务之急。

维持黄河下游主槽不萎缩的塑槽需水量

以滑动平均水量和滑动平均沙量为参数,建立了黄河下游汛期塑槽需水量的计算公式,包括上限需水量和下限需水量,构成塑槽需水量的变化区间。以平滩流量4000m3/s为例,在三黑小汛期来沙量8亿t时,汛期需水量区间为166～202亿m3。资料分析和公式计算均表明,汛期塑槽需水量与汛期来沙量及平滩流量均成正比关系,反映了来沙量对塑槽需水量的影响。考虑到平滩流量是连续4年汛期水沙条件累积作用的结果,对于给定平滩流量,不能只看当年汛期来水来沙量的大小,关键要看包括当年在内的前期连续4年滑动平均汛期水量的大小,允许个别年份的来水量小于平均值。

黄河上游河道生态需水量研究

建立了河道生态需水量计算模型,把黄河上游分为上、中、下3段,根据黄河沿、玛曲、唐乃亥、安宁渡、青铜峡和头道拐6个水文站1960~1990年系列资料,计算的25%、50%、70%、95%4个水文频率年生态需水量分别为235.811 8亿、230.482 0亿、193.823 8亿m3和166.056 3亿m3,河道内平均年生态需水量为径流量的13%左右。

汾河中下游河道生态需水量研究

汾河中下游流域地处我国黄土高原干旱、半干旱地区,水资源短缺与生态环境矛盾十分突出,从水资源开发利用中的生态环境问题出发,构建了适合汾河中下游生态需水量计算模型。河流生态需水量是一个随着时段、河段的不同而发生变化的动态值,把汾河中下游以水文站分成5段,分别计算了不同水文频率年各河段生态需水量,把河道生态需水量分为河道蒸发、渗漏、自净、输沙需水量和基础流量,并根据它们之间的相互关系,界定了总生态需水量。结果表明,汾河中下游20%,50%,70%和95%水文频率年河道生态需水量分别为6.17×108m3,3.78×108m3,2.37×108m3,1.59×108m3;占流域代表年径流量的百分比分别为55.43%,61.97%,61.27%,88.15%,且占多年平均流量的百分比分别为73.68%,45.10%,28.27%,18.92%。要实现汾河流域的可持续管理,必需采取切实有效的措施进行水资源开发调控,分时段分河段地进行水资源的合理利用。

宁夏固原地区河道内生态环境需水量研究

为研究如何在生态环境需水基础上进行合理的水资源配置，对宁夏固原城乡安全饮水水源工程受水区河道内生态环境需水量进行了分类和界定，并对河道内每一类生态环境需水量进行计算分析，结果表明：受水区各县（区）的河道内生态环境需水量由大到小依次为原州区、彭阳县、海原县、西吉县，基本呈南部山区向中部干旱带递减的趋势；受水区河道内基本生态环境需水量占河道内生态环境需水量比例较大，均在80％左右；受水区河道处于较好状况时的生态环境需水量占径流量的33％～35％。

黄河下游维持主槽不萎缩的输沙需水研究

输沙需水是维持主槽不萎缩的重要条件。本文在考虑黄河下游非汛期冲刷、大漫滩洪水淤滩刷槽冲淤特点的基础上,根据非漫滩洪水水、沙及河道冲淤关系,研究提出了维持主槽不萎缩的输沙需水计算方法,并结合小浪底水库典型水沙调节方案,分析计算了黄河下游维持主槽不萎缩的输沙需水量变化范围。研究表明,主槽维持规模、来沙量、水沙过程是维持主槽不萎缩输沙需水的重要影响因素,小浪底水库合理调控黄河下游水沙搭配关系后,维持主槽不萎缩的输沙需水可明显减少。

环城河网水系连通工程研究

水系连通是解决区域水环境问题的一个重要措施,而调水量确定是水系连通工程的关键问题之一。提出多功能区河道自净需水量计算公式,并将其运用于海口市中心城区水系连通工程河道水功能区水质所要求的最小需水量计算中,应用MIKE11水动力水质模型进行模拟。结果表明,计算流量是满足河道水功能区要求水环境质量标准的最小自净需水量,可作为海口市中心城区水系连通工程的调水流量。秀英沟、龙昆沟及美舍河的自净需水量分别为2.9 m^3/s、2.3 m^3/s和3.0 m^3/s;TP为计算河道自净需水量的控制性要素;满足该水量条件下,秀英沟、龙昆沟和美舍河水质可达Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅴ类要求。

松花江干流河道演变与维持河道稳定的需水量研究

通过对松花江干流多年水沙过程、纵剖面及横断面形态、河道稳定性计算及河势变化分析,表明松花江干流河势总体相对稳定。针对松花江以推移质造床为主,输沙水量不是维持河道稳定的决定性因素的特点,提出了包含水量、流量和历时要求的维持河道稳定需水量的概念,以典型断面哈尔滨站为例,给出了维持松花江干流河道稳定的需水量为173×108m3,占全年总水量的40%;维持松花江干流河道稳定的平滩流量过程的重现期为1.3a,频率为9.6%。说明松花江干流水量充沛,平滩洪水重现和持续历时符合造床条件,基本能够满足维持河道稳定的需求。

径流季节变化对清水河河道生态环境需水量的影响

[目的]估算清水河河道生态环境需水量,为保证清水河发挥其正常生态功能以及流域内水资源的合理配置提供依据。[方法]通过对清水河流域用水情况实地调查,在分析整理多年水文统计资料的基础上,考虑生态用水安全,根据清水河径流随降水时间的季节性变化特点以及流域多年水文变化特征,在空间上选取清水河干流的不同断面计算河道生态环境需水量。针对需要满足河流不同生态功能要求,分别采用Tennant法、面积定额法,90%保证率最枯月水量法等方法计算河道基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量以及水体自净需水量。[结果]清水河河道生态环境需水量包括基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量及水体自净需水量,年需水总量上游段为6.29×10^(6) m^(3),中游段为6.57×10^(7) m^(3),下游段为1.65×10^(8) m^(3)。[结论]清水河河道生态环境需水量与泥沙含量和水质有直接关系。泥沙含量高是清水河河道生态环境需水量高的最主要因素。

洞庭湖断流区育乐垸生态需水量研究

本文结合育乐垸的自然地理条件,采用Tennant法、月保证率法以及最枯月平均流量法分别对育乐垸河道内生态需水量进行计算,通过计算结果可知采用月保证率法所得的结果能够比较全面地适应育乐垸当地的水环境、水生态情况。同时分别对植被生态需水、湖库蒸发补水量与城镇环境需水进行计算可得河道外生态需水量,利用河道内生态需水量以及河道外生态需水量计算出总生态需水量,并对其进行研究。结果表明,通流期内育乐垸的生态需水基本可以得到满足,而在断流期内(11月、12月与1月)会发生较为严重的生态需水缺口。研究结果可为进一步分析洞庭湖区生态需水规律及水资源合理配置提供参考。